2. Виды нагрузок и характеристика напряжений, условия объемной прочности при постоянных и переменных напряжениях. 1. Нагрузки бывают распределенные и сосредоточенные, распределенные: по объему, по площади, по длине. 2. По времени действия статические и динамические. Динамические: циклические, ударные, внезапноприложенные. 3. Основная (технологическая), дополнительная (ветровая), от инерционных сил. Напряжения, возникающие от действия основной нагрузки, называются основными. Дополнительными называются напряжения возникающие от дополнительных нагрузок. По времени действия статические и переменные. Переменные характеризуются циклом напряжения. Цикл напряжения – это изменение напряжения от одного крайнего значения до другого и обратно. Характеризуется средним, максимальным и минимальным значениями напряжения, амплитудой и коэффициентом ассиметрии цикла. σ_m=(σ_max+σ_min)/2; σ_a=(σ_max-σ_min)/2; R=σ_min/σ_max. Виды напряжений: 1. Постоянные напряжения. σ=const.

2. Симметричный. σ_m=0; σ_a=; R=-1.

3. Отнулевой (пульсирующий): σ_m=σ_max/2; σ_a=σ_max/2.

3. Усталостное разрушение деталей, предел выносливости, основные факторы влияющие на предел выносливости.

5. Энерго-кинематический расчет привода.

6. Взаимозаменяемость в машиностроении, допуски и посадки, основные параметры шероховатости поверхности. Под взаимозаменяемостью понимается свойство изделий, изготовленных не зависимо друг от друга, позволяющее производить замену элементов без слесарной подгонки и без нарушения работоспособности изделия. Основным условием взаимозаменяемости является точное соблюдение размеров. Размеры бывают 1. Номинальными – полученные в результате расчетов или приняты конструктивно. 2. Действительные – размер полученный при изготовлении и измеренный с помощью измерительных приборов с определенной погрешностью. 3. Предельные (верхний и нижний) – предельно допускаемые размеры, обеспечивающие работоспособность деталей соединений. Допуск – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами.

Нулевая линия – линия, совмещаемая с номинальным размером. От линии откладываются основные отклонения размеров. Верхнее отклонение равно разности наибольшего и номинального размера. Нижнее отклонение = разности наименьшего размера и номинального. Соединение (сопряжение) – связь 2х или нескольких деталей. Посадка – это характер соединения. Бывают 1. Подвижные посадки применяют в подвижных соединениях (подшипниках скольжения, а также соединениях, подвергаемых частой сборке и разборке). Посадка с зазором – когда размер отверстия больше размера вала.

2. Неподвижные посадки – применяют для неподвижного соединения деталей без дополнительного крепления. Посадка с натягом – размер вала больше размера отверстия.

3. Переходные посадки – посадки, которые в зависимости от соотношения действительных размеров отверстия и вала могут быть с зазором, так и с натягом. Различают 2 системы посадок: отверстие и вал. В системе отверстие поле допуска отверстия примыкает к 0 линии (нижнее отклонение равно 0). В системе вала поле допуска вала примыкает к 0 линии (верхнее отклонение равно 0). Точность изготовления регламентируется квалитетами (всего 19 квалитетов). Основное отклонение – отклонение, ближайшее к нулевой линии. В системе допусков основные отклонения обозначаются буквами латинского алфавита. Шероховатость. Действительные поверхности деталей машин отличаются от номинальных наличием неровностей, образовавшихся при обработке поверхности и обусловленных колебанием инструмента и детали в процессе обработки, дефектами инструмента и др. Эти неровности называются шероховатостью и волнистостью. К шероховатости относят неровности, у которых отношение шага к высоте неровности менее 50. Показатели шероховатости определяют по профилограммам. Основными параметрами для оценки шероховатости являются высота Rz неровностей профиля по десяти точкам и среднее арифметическое отклонение профиля Ra на базовой линии 1. Rz=1/5(Σ⁵_i=1|y_{i max}| + Σ⁵_i=1|y_{i min}|); Ra=1/L ∫^L₀ |y(x)|dL. y_{i max} и y_{i min} – отклонения пяти наибольших максимумов и минимумов профиля. Шероховатость поверхности существенно влияет на эксплуатационные свойства деталей (снижает прочность, коррозионную стойкость, жесткость деталей, увеличивает интенсивность изнашивания).

7. Классификация механических передач, основные кинематические и силовые соотношения в передачах, образование механического привода, редукторы. Большинство современных машин построено по схеме: двигатель – передаточный механизм – рабочий орган. Привод состоит из двигателя и передаточного механизма. Современные двигатели как правило высоко скоростные, частота вращения валов высокая, а момент маленький. На рабочем органе машины частота вращения низкая, а момент высокий. Назначение передаточного механизма: согласовать рабочие характеристики двигателя и исполнительного органа машины. Функции передаточного механизма: 1. Выбор оптимальной скорости движения. 2. регулирование скорости. 3. Преобразование одного вида движения в другой. 4. Реверсирование. 5. Передача движения нескольким потребителям. Классификация механических передач: 1. По принципу действия: передача с зацеплением и передача трением. 2. По способу соединения ведущего и ведомого звенья: с непосредственным контактом и с промежуточным звеном. 3. По расположению осей валов в пространстве: с параллельными осями, с пересекающимися и с перекрещивающимися. 4. По конструктивному выполнению: открытые и закрытые. 5. По количеству ступеней:1 и много ступенчатые. 6. По характеру изменения движения: понижающие – угловая скорость уменьшается, момент увеличивается, повышающие – угловая скорость увеличивается, момент – уменьшается. Основные параметры и соотношения: 1. Мощность на входе (N₁) и мощность на выходе (N₂). 2. Угловая скорость ведущего звена ω₁ и ведомого ω₂. 3. К.п.д. η=N₂/N₁<1. Многоступенчатая передача η=η₁*η₂*… *η_n. 4. Линейная скорость υ=ωd/2. 5. Передаточное отношение (число): u=ω₁/ω₂=z₂/z₁=d₂/d₁. Для многоступенчатых передач u=u₁*u₂*…*u_n. 6. Вращающий момент на ведущем звене Т₁ и момент сопротивления на ведомом звене Т₂. Т₁=N₁/ω₁; T₂=N₂/ω₂ => T₂/T₁=ηu; T₂≈T₁u; T₂=T₁ηu. 7. Окружное усилие F_t=2T/d. F_t1=F_t2. 8. N=Tω.

8. Конструкция ременных передач, шкивы, ремни, основные кинематические и геометрические соотношения. Состоит из ведущего и ведомого шкивов которые огибаются ремнем, предварительно натянутым. Передача усилия от ведущего шкива к ремню производится за счет сил трения. Достоинства: простая конструкция, пониженные требования к точности изготовления, малая стоимость, большое расстояние на которое можно передавать мощность, защита привода от кратковременной перегрузки за счет упругой вытяжки ремня, плавность и бесшумность работы, надежная работа при высоких скоростях. Недостатки: большие габариты, большие нагрузки на опоры валов, низкая долговечность ремня, непостоянное передаточное число. Область применения: механические приводы мощностью до 50 кВт. Для уменьшения габаритов ременную передачу устанавливают сразу после двигателя (скорость большая, а момент маленький). Ремни должны обладать достаточной тяговой способностью и долговечностью. Тяговая способность ремня зависит от материала ремня и усилия прижима. Долговечность зависит от напряжений возникающих в ремне и от частоты пробелов вокруг шкивов. Плоские ремни бывают прорезиненными, кожаными, хлопчатобумажными, шерстяными и др материалов. Имеют прямоугольное сечение, применяют в машинах, к которым предъявляют жесткие требования по вибрациям. Промышленность изготовляет прорезиненные ремни трех сечений: А – нарезное, скорость ремня до 30 м/с; Б – послойно завернутое, для тяжелых условий работы при скоростях до 20 м/с; В – спирально завернутое, при малых нагрузках и скоростях до 15 м/с, обеспечивает повышенную износостойкость кромок. Зубчатый ремень. Круглые ремни применяют в машинах малой мощности. Клиновые ремни, применяемы наиболее часто, имеют большую долговечность и тяговую способность по сравнению с плоскими, могут передавать вращение на несколько валов одновременно, допускают u=8-10 без натяжного ролика. Однако у них меньшая быстроходность, кпд ниже и применяются лишь в открытых передачах. Различают кордотканевые и кордошнуровые. Существуют также поликлиновые ремни. Шкивы. Изготовляют из чугуна, легких сплавов и пластмасс при работе передач с небольшими скоростями и из сталей при окружных скоростях выше 30 м/с. Форма обода зависит от профиля ремня. Шкивы плоскоременных передач могут иметь внешнюю поверхность цилиндрическую, выпуклую и цилиндрическую с краями в форме конусов. Последние уменьшают сползание ремня со шкива в процессе работы. Профиль канавок шкива определяется сечением ремня и диаметром шкива. Кинематические и геометрические соотношения. Снижение скорости от υ₁ (для ведущей ветви) до υ₂ (для ведомой ветви) характеризуется относительным скольжением ξ=(υ₁-υ₂)/υ₁. Передаточное отношение u=ω₁/ω₂=D₂/(1-ξ)D₁. Диаметр меньшего шкива D₁=(30-40)(корень третьей степени из Т₁). Межцентровое расстояние а_min=0,5(D₁+D₂) a_max=2(D₁+D₂). a_min≤a≤a_max. Требуемая длина ремня L=2a+(п(D₁+D₂)/2)+((D₂-D₁)²/4a). Угол обхвата меньшего шкива α=180⁰-((D₂-D₁)/a)*57⁰.